СП 22.13330.2016 Действует

В отчете об инженерно-геологических изысканиях необходимо указывать применяемые методы лабораторных и полевых определений характеристик грунтов и методы обработки результатов исследований.

5.1.18 В качестве параметров моделей нелинейного механического поведения грунта используют как стандартные параметры в соответствии с ГОСТ 12248.1, ГОСТ 12248.2, ГОСТ 12248.3, ГОСТ 12248.4, ГОСТ Р 58326, так и нестандартные параметры, описывающие механическое поведение грунта, которые должны определяться в процессе инженерных изысканий.

Определение нестандартных параметров следует выполнять по программе испытаний, разработанной под конкретную модель грунта с учетом инженерно-геологических условий и конструктивных особенностей проектируемого объекта.

При определении параметров геомеханических моделей с упрочнением должен быть определен весь комплекс механических характеристик грунтов (прочности, деформируемости, степени переуплотнения), используемых в качестве исходных параметров. Фильтрационные и реологические параметры моделей грунтов определяются по заданию на изыскания (при необходимости выполнения соответствующих расчетов).

5.4.4 При выполнении прогноза изменений гидрогеологических условий должны быть выявлены режимообразующие факторы, которые следует подразделять на региональные и локальные.

Региональные факторы включают: подпор подземных вод от рек, каналов и других водоемов, от утечек предприятий, полей фильтрации при станциях аэрации; образование воронок депрессии как следствие работы водозаборов подземных вод, дренажей, систем защиты сооружений метрополитена от подземных вод, карьеров и пр.

Локальные факторы включают: подпор подземных вод от барражного эффекта, созданного подземными сооружениями (в том числе свайными полями), от инфильтрации за счет утечек из водонесущих коммуникаций окружающей застройки; образование депрессионных воронок от действия различных видов дренажей при строительстве и эксплуатации сооружений.

5.4.14 Для сооружений геотехнических категорий 2 и 3 количественный прогноз изменений гидрогеологических условий территории проводят для:

- расчета водопритоков в котлован;

- оценки устойчивости основания и откосов котлована, а также возможности проявления суффозионных процессов;

- обоснования необходимости устройства противофильтрационной завесы и ее глубины;

- оценки влияния дренажа на прилегающие территории с определением размеров депрессионной воронки;

- оценки барражного эффекта;

- расчета давления подземных вод на заглубленную часть сооружения;

- расчет оседания земной поверхности;

- расчета водопритоков к дренажу и определения зоны его влияния;

- оценки высоты зоны капиллярного подъема.

5.8.3 По полученным данным (см. 5.8.2) проверяют фактические и предполагаемые (в зависимости от целей реконструкции) давления на грунты основания под подошвой существующих фундаментов и устанавливают необходимость усиления основания. При выбранных способах усиления основание и конструкции фундаментов должны быть рассчитаны на нагрузки и воздействия, возникающие в период реконструкции сооружения и в процессе его дальнейшей эксплуатации.

5.5.5 Глубину заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания следует назначать:

- для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 5.3;

- для внутренних фундаментов – независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если:

- специальными исследованиями на данной площадке установлено, что грунты не имеют пучинистых свойств;

- специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационную надежность сооружения и не превышают предельно допустимых деформаций (см. 5.6);

- предусмотрены специальные теплотехнические мероприятия, исключающие промерзание грунтов;

- выполнена замена грунта непучинистым материалом на глубину промерзания.

5.6.43 Крен отдельных фундаментов или сооружений в целом следует вычислять с учетом момента в уровне подошвы фундамента, влияния соседних фундаментов, нагрузок на прилегающие площади и неравномерности сжимаемости основания.

При определении кренов фундаментов, кроме того необходимо учитывать заглубление фундамента, жесткость надфундаментной конструкции, а также возможность увеличения эксцентриситета нагрузки из-за наклона фундамента (сооружения).

5.6.50 Предельные значения деформаций оснований допускается принимать согласно приложению Г, если конструкции сооружения не рассчитаны на усилия, возникающие в них при взаимодействии с основанием и в задании на проектирование не установлены значения su,s_{u,s}u,s​ (см. 5.6.46, 5.6.47).

6.6.6 В качестве естественных оснований допускается использовать:

- планомерно возведенные насыпи из грунтов и отходов производств;

- отвалы грунтов и отходов производств, состоящие из щебенистых и гравийных грунтов, крупных песков и шлаков.

Свалки грунтов и отходов производств допускается использовать для строительства сооружений пониженного уровня ответственности при проведении расчета по деформациям. Использование свалок бытовых отходов в качестве естественных оснований не допускается.

5.7.6 При проверке несущей способности основания фундамента следует учитывать, что потеря устойчивости может происходить по следующим возможным вариантам (в зависимости от соотношения вертикальной и горизонтальной составляющих равнодействующей, а также значения эксцентриситета):

- плоский сдвиг по подошве;

- глубинный сдвиг;

- смешанный сдвиг (плоский сдвиг по части подошвы и глубинный сдвиг по поверхности, охватывающей оставшуюся часть подошвы).

Необходимо учитывать форму фундамента и характер его подошвы, наличие связей фундамента с другими элементами сооружения, напластование и свойства грунтов основания.

Проверку устойчивости основания отдельного фундамента следует проводить с учетом работы основания всего сооружения в целом.

6.1.1 Основания, сложенные просадочными грунтами, следует проектировать с учетом их особенности, заключающейся в том, что при повышении влажности выше определенного уровня происходит потеря прочности грунта и они дают дополнительные деформации – просадки – от внешней нагрузки и (или) собственного веса грунта с учетом:

специфических характеристик просадочных грунтов;

грунтовых условий; возможных источников повышения влажности (замачивания) грунтов;

видов просадочных деформаций;

дополнительных нагрузок от сил нагружающего (отрицательного) трения на заглубленные части сооружений;

дополнительных деформаций подстилающих непросадочных грунтов.

6.5.15 Расчет оснований фундаментов, сложенных элювиальными грунтами, следует проводить в соответствии с требованиями раздела 5. Если элювиальные грунты являются просадочными или набухающими, следует учитывать требования 6.1 и 6.2.

6.2.3 При проектировании оснований, сложенных набухающими грунтами, следует учитывать возможность:

- набухания грунтов за счет подъема уровня подземных вод или инфильтрации – увлажнения грунтов производственными или поверхностными водами;

- набухания грунтов за счет накопления влаги под сооружениями в ограниченной по глубине зоне вследствие нарушения природных условий испарения при застройке и асфальтировании территории (экранирование поверхности);

- набухания и усадки грунта в верхней части зоны аэрации – за счет изменения водно-теплового режима (сезонных климатических факторов);

- усадки за счет высыхания от воздействия тепловых источников.

П р и м е ч а н и е – При проектировании заглубленных частей сооружений необходимо учитывать горизонтальное давление, возникающее при набухании и усадке грунтов.

6.9.14 При проектировании искусственных оснований из элементов закрепленного грунта для сооружений класса КС-3 следует предусматривать полевые испытания статической нагрузкой как отдельных элементов, так и фрагментов закрепленного массива. Для сооружений класса КС-2 – если это предусмотрено проектом.

Размеры штампов следует определять размерами элементов закрепленного грунта.

6.2.5 Основания, сложенные набухающими грунтами, следует рассчитывать в соответствии с требованиями раздела 5.

Деформации основания в результате набухания или усадки грунта следует определять путем суммирования деформаций отдельных слоев основания согласно 6.2.9 и 6.2.15.

При определении деформаций основания осадка его от внешней нагрузки и возможная осадка от уменьшения влажности набухающего грунта должны суммироваться. Подъем основания в результате набухания грунта определяют в предположении, что осадки основания от внешней нагрузки стабилизировались.

Предельные значения деформаций основания фундаментов, вызываемых набуханием (усадкой) грунтов, допускается принимать в соответствии с требованиями приложения Г с учетом требований 5.6.50.

6.2.25 Допускается использовать набухающие грунты для обратной засыпки пазух и траншей при условии, что горизонтальное давление, вызванное их увлажнением, окажется допустимым для данного сооружения, а возможный подъем грунта засыпки не приведет к ухудшению условий эксплуатации. Уплотнение грунтов производят в соответствии с требованиями, принятыми для устройства грунтовых подушек и обратных засыпок из обычных грунтов.

6.2.6 При расчете оснований из набухающих грунтов следует применять характеристики грунтов при их природной плотности и влажности. При расчете оснований из набухающих грунтов после их предварительного замачивания используют характеристики грунта в замоченном состоянии.

Расчетное сопротивление грунтов оснований, сложенных набухающими грунтами, вычисляют по формуле (5.7). При этом необходимо учитывать допустимость его повышения согласно требованиям 5.6.24, что будет способствовать уменьшению подъема фундамента при набухании грунта.

6.2.18 При расчетных деформациях основания, сложенного набухающими грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания следует предусматривать следующие мероприятия в соответствии с 5.9:

- водозащитные мероприятия;

- предварительное замачивание основания в пределах всей или части толщи набухающих грунтов;

- применение компенсирующих песчаных подушек;

- полная или частичная замена слоя набухающего грунта ненабухающим;

- полная или частичная прорезка фундаментами слоя набухающего грунта.

6.4.26 Для намыва слоя грунта в качестве основания сооружения применяются супеси и пески любой крупности. Для ускорения консолидации намываемого слоя пылеватых песков или супесей необходимы предварительный намыв или укладка на маловодопроницаемое естественное основание, сложенное органоминеральными и органическими грунтами, дренирующего слоя, например, из песка средней крупности.

6.4.23 При расчетных деформациях основания, сложенного органоминеральными и органическими грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания следует предусматривать специальные мероприятия. В зависимости от типа основания (см. рисунок 6.9), относительного содержания органического вещества Ir_rr​, глубины залегания и толщины органоминеральных и органических грунтов, а также конструктивных особенностей проектируемого сооружения и предъявляемых к нему эксплуатационных требований возможны следующие варианты специальных мероприятий:

- уплотнение основания временной или постоянной нагрузкой, в том числе с устройством вертикальных дрен и дренажных прорезей – для оснований типов I и II;

- полная или частичная прорезка слоя органоминеральных и органических грунтов фундаментами, в том числе свайными, – для оснований типов II, IV и V;

- выторфовка линз или слоев органоминерального и органического грунта с заменой его минеральным грунтом – для оснований типов II, IV и V;

- устройство фундаментов (столбчатых, ленточных и т. п.) на песчаной, гравийной, щебеночной подушке или на предварительно уплотненной подсыпке из местного материала – для всех типов оснований;

- устройство сооружений на плитных фундаментах, перекрестных монолитных или сборно-монолитных лентах и т. п. с конструктивными мероприятиями по повышению пространственной жесткости сооружения – для всех типов оснований.

6.4.32 При использовании вертикальных дрен, полностью прорезающих уплотняемый слой грунта, и наличии дренирующих слоев на концах дрены консолидация грунта под нагрузкой происходит за счет отжатия поровой воды в дрену и дренирующие слои. Эквивалентный диаметр зоны влияния дрен de_ee​ в этом случае следует принимать при расположении дрен по квадратной сетке de_ee​ = 1,13d; по гексагональной сетке – de_ee​ = 1,05d, где d – расстояние между осями дрен (шаг дрен).

6.5.1 Основания, сложенные элювиальными грунтами – продуктами выветривания скальных и полускальных грунтов, следует проектировать с учетом:

- неоднородности состава и свойств по глубине и в плане из-за наличия грунтов разной степени выветрелости с различием прочностных и деформационных характеристик, возрастающих с глубиной;

- снижения прочностных и деформационных характеристик во время их длительного пребывания в открытых котлованах;

- возможности перехода в плывунное состояние элювиальных супесей и пылеватых песков в случае их водонасыщения в период устройства котлованов и фундаментов;

- возможного наличия просадочных свойств у элювиальных пылеватых песков с коэффициентом пористости е > 0,6 и коэффициентом водонасыщения Sr_rr​ < 0,7 и возможности набухания элювиальных глинистых грунтов при замачивании отходами технологических производств.

6.5.2 В зависимости от исходных горных пород, подвергшихся выветриванию, следует выделять элювиальные грунты магматических, метаморфических и осадочных сцементированных скальных грунтов, а по содержанию кварца – подразделять элювиальные грунты на две группы: содержащие кварц и бескварцевые.

6.5.3 Профиль коры выветривания в общем случае может быть представлен сверху вниз следующими зонами, различающимися степенью выветрелости: дисперсной, обломочной, глыбовой и трещиноватой. В соответствии с выделенными зонами наблюдается возрастание по глубине плотности элювиальных образований, уменьшение пористости и трещиноватости и увеличение прочности крупных обломков и отдельностей.

6.5.5 Степень снижения прочности элювиальных грунтов основания во время пребывания их открытыми в котловане следует устанавливать опытным путем в полевых условиях. Допускается проводить определение этих параметров в лабораторных условиях на отобранных образцах (монолитах) грунта.

Для предварительной оценки возможного снижения прочности элювиальных грунтов допускаются косвенные методы, учитывающие изменение в течение заданного периода времени: плотности скальных грунтов; удельного сопротивления пенетрации глинистых грунтов; содержания частиц размером менее 0,1 мм в песках и менее 2 мм в крупнообломочных грунтах.

6.5.6 Количественную оценку снижения прочности элювиальных грунтов в открытых котлованах проводят по изменению их прочностных и деформационных характеристик в период дополнительного выветривания, а качественную оценку – по изменению значений плотности образцов грунта, их водопоглощающей способности, интенсивности распада (дробления) крупных обломков, глыб и отдельностей.

Необходимо устанавливать также толщину верхнего ослабленного дополнительным выветриванием слоя элювиального грунта.

6.5.14 Элювиальные глинистые грунты – продукты выветривания осадочных сцементированных скальных грунтов аргиллито-алевролитового комплекса – представлены в основном суглинками и глинами. Нормативные значения Е, φ\varphiφ и c этих грунтов для расчетов сооружений, оговоренных в 5.3.20, допускается принимать по таблице А.7 приложения А, а для песков осадочных пород – по таблице А.5 приложения А, так как они близки по свойствам к пескам магматических кварцесодержащих пород.

6.5.16 Расчетные сопротивления R дисперсных элювиальных грунтов при расчетах оснований фундаментов по деформациям определяют согласно требованиям 5.6.

Расчетные сопротивления R0_00​ для назначения предварительных размеров фундаментов сооружений геотехнических категорий 2 и 3 и окончательных размеров сооружений геотехнической категории 1 приведены в таблицах Б.6–Б.8 приложения Б.

6.6.4 При проектировании оснований на насыпных грунтах необходимо учитывать наиболее проявляющиеся в них процессы:

а) самоуплотнения насыпных грунтов от их собственного веса, в зависимости от этого они подразделяются согласно таблице 6.9 на слежавшиеся, в которых процесс самоуплотнения практически завершился, и неслежавшиеся при этом продолжающемся процессе, а также при дополнительном уплотнении подстилающих природных грунтов как от веса существующих насыпных грунтов, так и особенно вновь отсыпных насыпей;

б) самоупрочнение с омоналичиванием глинистых и частично песчано-глинистых грунтов, и подобных им отходам производств, устойчивой структурой с повышением их деформационных и прочностных характеристик, относящихся к типам I и II;

в) распад структуры и текстуры грунтов природного образования грунтов. А также искусственных минеральных и особенно органических материалов производств и потребления, относящихся к типам II и III с неустойчивой структурой, сопровождающихся снижением плотности, прочностных и деформационных характеристик и иногда склонностью к просадкам и набуханию при замачивании водой или растворами некоторых производств.

6.7.1 Основания, сложенные намывными грунтами, следует проектировать с учетом их неоднородности (многослойности, изменчивости состава и свойств в плане и по глубине), способности изменять физико-механические свойства со временем (в том числе за счет колебаний уровня подземных вод), чувствительности к вибрационным воздействиям, а также возможных осадок подстилающих слоев.

Для намыва следует использовать пески различной крупности, а также супеси.

П р и м е ч а н и е – Намыв грунта на просадочные (в грунтовых условиях типа I), набухающие и засоленные грунты допускается. Намыв на просадочные грунты типа II не допускается.

6.7.3 Прочностные и деформационные характеристики намывных грунтов следует устанавливать по результатам полевых и лабораторных исследований грунтов ненарушенного сложения с учетом возраста намывного грунта, т. е. времени, прошедшего от окончания намыва, а также разницы во времени между периодом инженерно-геологических изысканий и началом строительства.

6.6.18 Гидровиброуплотнение применяют для уплотнения на глубину до 6 м насыпных грунтов и отходов производств (хвостов, формовочной земли, золошлаков) с содержанием по массе глинистых частиц не более 0,05 и коэффициенте водонасыщения Sr_rr​ > 0,7.

6.9.13 Расчет искусственных оснований из закрепленного грунта должен выполняться по 1-й и 2-й группе предельных состояний для сооружений геотехнических категорий 2 и 3 в обязательном порядке. Для сооружений геотехнической категории 1 выполнение расчета по 1-й группе предельных состояний определяется требованиями, изложенными в разделе 5.

Численное моделирование элементов закрепленных грунтов, выполненных по различным технологиям, выполняют с использованием расчетных моделей, в основе которых заложены критерии прочности Мора-Кулона или Хока-Брауна.

6.9.26 В качестве расчетных показателей критериев конструктивной эффективности следует принимать значения Е, R (модуль деформации и прочность на одноосное сжатие растворов, применяемых для закрепления), Еs, Rs (модуль деформации и прочность на одноосное сжатие элемента закрепленного грунта или массива из отдельных элементов закрепленного грунта).

6.9.21 В проекте закрепления должна быть определена последовательность устройства элементов в плане и по глубине массива и технологические параметры (скорость проходки буросмесителя/форсунки, интенсивность подачи раствора, режимы инъекции, давление), позволяющие обеспечить требуемую форму, размеры и прочность закрепляемого элемента.

6.10.23 При проектировании оснований, армированных вертикальными элементами, выполненными по струйной технологии, следует проводить оптимизацию проектных решений по армированию.

Оптимизация проектных решений оснований, армированных отдельными элементами, должна состоять в выборе геометрических параметров армирующих элементов, например, их минимальной длины и максимального шага, определяемых из условия обеспечения заданных величин допустимых деформаций основания. Критерием оптимальности может служить минимизация расхода материалов на устройство армирующих элементов или сокращение сроков строительства.

Оптимизацию следует проводить с учетом 6.10.19 и положений приложения Р путем варьирования шага и длины элементов на отдельных заранее выбранных характерных участках с проведением многовариантного численного моделирования.

6.11.20 Расчеты по оценке влияния подработок категории А (см. 6.11.1) на сооружения, расположенные в пределах подрабатываемой территории, выполняют на этапе расчетного обоснования в рамках разработки установленных разделов проектной документации, в том числе с применением инженерно-геотехнических программных комплексов, по процедурам, включающим численные расчеты с использованием моделей механики сплошных сред.

Расчеты по оценке влияния подработок категории Б (см. 6.11.1) на сооружения, расположенные на подрабатываемой территории, должны выполняться в рамках геотехнического обоснования.

6.12.8а Поверхностными проявлениями карстовых деформаций следует считать карстовые воронки и замкнутые понижения рельефа, образовавшиеся вследствие оседаний земной поверхности, непосредственно связанные с карстовым процессом.

Поверхностные проявления карстовых деформаций выявляются в ходе выполнения инженерно-геологических изысканий в пределах площадки строительства и прилегающей территории. При инженерно-геологическом районировании территории выделяются участки, характеризующиеся общностью геоморфологических, структурно-тектонических, геологических и гидрогеологических условий, в границах которых следует определить наличие поверхностных проявлений карстовых деформаций. В пределах городских агломераций поверхностные проявления карстовых деформаций следует устанавливать с использованием архивных материалов с учетом регионального опыта и особенностей развития карста. В пределах территорий, свободных от застройки, поверхностные проявления карстовых деформаций выявляются с использованием архивных материалов, дешифрирования аэро- и космоснимков, с учетом полевых рекогносцировочных маршрутных обследований в пределах выделенных при районировании участков. Происхождение выявленных оседаний земной поверхности вследствие карстовых процессов должно быть выборочно подтверждено результатами бурения.

9.35 Геотехнический прогноз необходимо выполнять для сооружений окружающей застройки, расположенных в пределах предварительно назначаемой зоны влияния строящегося или реконструируемого сооружения, которая определяется согласно требованиям 9.36 или на основании предварительного моделирования влияния строительства подземного сооружения с учетом нагрузок, передаваемых на основание зданиями и сооружениями окружающей застройки. Жесткость конструкций окружающей застройки в предварительных расчетах допускается не учитывать.

Перед выполнением геотехнического прогноза необходимо провести техническое обследование состояния конструкций сооружений окружающей застройки, расположенных в предварительно назначаемой зоне влияния нового строительства или реконструкции (см. 9.36). По результатам технического обследования следует определить категорию технического состояния сооружений окружающей застройки согласно приложению Д.

П р и м е ч а н и я

1 Если по результатам геотехнического прогноза (см. 9.34) в зоне влияния нового строительства или реконструкции располагаются существующие сооружения окружающей застройки, не учтенные при предварительном назначении зоны влияния согласно требованиям 9.35, 9.36, то для этих сооружений необходимо также провести техническое обследование, установить категорию технического состояния (приложение Д) и включить в перечень сооружений, для которых выполняется геотехнический прогноз.

2 При обследовании зданий, находящихся в зоне интенсивных деформаций (см. 9.34), следует предусмотреть вскрытие их фундаментов не менее чем в двух шурфах, установить конструктивную схему здания, а также выявить дефекты и повреждения конструкций и другие необходимые параметры здания, которые следует учитывать при проведении математического моделирования.

3 Допускается не проводить геотехнический прогноз и не назначать зону влияния строительства от проектируемых подземных коммуникаций, прокладка которых предусматривается в котловане или траншее глубиной не более 3 м и на расстоянии более 2Hk2H_k2Hk​ от существующих зданий или сооружений при уровне подземных вод ниже 3 м от поверхности. При проектировании прокладки подземных инженерных коммуникаций с учетом данного условия, обследование зданий и сооружений допускается не проводить.

4 При выполнении геотехнического прогноза следует учитывать температурные деформации распорных конструкций ограждения котлована, связанные с сезонным понижением температуры.

5 При наличии исходных данных, предоставленных эксплуатирующими организациями, достаточных для выполнения расчетов инженерных коммуникаций по предельным состояниям в объеме, необходимом для подтверждения возможности дальнейшей эксплуатации инженерных коммуникаций, обследование инженерных коммуникаций окружающей застройки допускается не выполнять.

А.2 Характеристики песков в таблице А.1 относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащим не более 20 % полевого шпата и не более 5 % в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.), включая органическое вещество, независимо от коэффициента водонасыщения грунтов Sr_rr​ .

А.3 Характеристики глинистых грунтов в таблицах А.2 и А.3 относятся к грунтам, содержащим не более 5 % органического вещества и имеющим коэффициент водонасыщения Sr_rr​ ≥\ge≥ 0,8.

А.4 Характеристики, приведенные в таблице А.8, распространяются на намывные пески в возрасте не менее четырех лет.

Т а б л и ц а  Л.6 – Контролируемые параметры при геотехническом мониторинге подземных инженерных коммуникаций, расположенных в зоне влияния нового строительства (реконструкции) или прокладки инженерных подземных коммуникаций